伺服驱动器控制实训

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章SB15伺服驱动器实训模块介绍 2\o"CurrentDocument"一、产品概述 2二、产品特点 2三、技术性能 2\o"CurrentDocument"第二章交流伺服电机及驱动器的使用 3\o"CurrentDocument"一、交流伺服电机及驱动器介绍 3二、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型 4三、交流伺服电机及驱动器的接线 4四、控制模式 6五、I/O信号说明 6六、参数表 9七、显示和操作 9八、故障处理及报警处理方法 10\o"CurrentDocument"第三章实训项目 14\o"CurrentDocument"实训一交流伺服电机驱动器的参数设置 14\o"CurrentDocument"实训二PLC控制伺服电机的转向和速度 15\o"CurrentDocument"实训三小车综合运行控制 16\o"CurrentDocument"实训四三菱伺服软件控制伺服运行 20\o"CurrentDocument"实训五小车位置控制 24第一章SB15伺服驱动器实训模块介绍一、产品概述“SB15伺服驱动器实训模块”是根据《机电一体化技术幺《可编程控制器及其应用》等课程实训教学的需求而研制的，该实训模型由运动小车、滚珠丝杆传动机构、三菱R-E系列交流伺服电机及伺服驱动器、检测传感器等组成，适合机电一体化、电气工程、自动化等专业实训教学。二、产品特点“SB15伺服驱动器实训模块”为电机控制及电气实训课程的教学平台，可完成传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、加减速控制、点动控制、位置控制等实训内容。该系统为学生提供一个具有高度完整性、开放性、安全性的实训平台。通过实际动手操作，加深对伺服电机原理及性能的深入理解，可以使学生对自动控制系统形成一定的认知。三、技术性能.输入电源：单相三线AC220V±10%50Hz.工作环境：温度-10℃〜40℃相对湿度W85%(25℃)海拔＜4000m.装置容量：＜1.0kVA.外形尺寸：680*300*150mm第二章交流伺服电机及驱动器的使用一、交流伺服电机及驱动器介绍交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。交流伺服电机的转子有笼型和杯型两种，它的转子电阻都做得比较大，其目的是使转子在转动时产生制动转矩，使其控制绕组不加电压时，能及时制动，防止自转。两个定子的结构完全相同，并在空间相差90。。其中一组为励磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机一种两相的交流电动机。通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。交流伺服电机的控制方式分为幅值控制、相位控制和幅相控制三种。三种控制方式中相位控制方式特性最好，幅相控制线路最简单。与普通亮相异步电机相比，伺服电机具有以下特点：.伺服电机应有较宽的调速范围；.当励磁电压不为零，控制电压为零时其转速也为零；.机械特性应为线性并且动态特性要好.伺服电机的转子电阻应当大，转动惯量应当小三菱通用AC伺服MR-E系列是在MR-J2-Super系列的基础上开发啊，保持了高性能但是限定了功能的AC伺服系列。控制模式有位置控制、速度控制2种模式，而且能够切换位置控制和速度控制进行运行。因此它适用于以加工机床和一般加工设备的高密度定位和平稳的速度控制为主的范围宽广的各种领域。它载有实时自动调谐功能，能机械的按照伺服增益进行自动调整。MR-E系列伺服电机的编码器采用10000脉冲/转分辨率的增量位置编码器，可进行高密度定位。

二、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型能定输出股流生严幅©临记标记二、交流伺服电机驱动器及伺服电机的选型能定输出股流生严幅©临记标记株定抽出3]1C1007070020200100L0004H4002002口皿通用电落卜表所小为何肢放大器与伺服电机的且哈，带电磁制动器前减速器的亦是相同组合口伺服放大器伺服电机J1C-KTELJJJC-SFEU2000rminMR-E-10A]3MR-E-20A23MR-E-40A43MR-E-70A73[注）52MR-E-100A102MR-E-2000A152202注:HC-SFE52因伺服放大器与的生产时间不同有的不能连接彳卜关可题口「向木公T洛询】我们这套小车控制系统实训模型选用的是MR-E-20A-KH003的伺服驱动器和HF-KN23JK-S100的伺服电机三、交流伺服电机及驱动器的接线1.功能框图（见下图）

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机理!事邪可壬；怔一如滥果七期四主r口呼工小叶甜脂「西：即姗珊jSJt0-Q1-.>匕M用摘为价：-1|H;京忤•£町四中"工]F1；尼•产工|讪注: 1,MR-E-1C-AUQA”比内阳下1：皿阳.2.MR-E-70A以叫响服成大海灯阳H啊11AC》0Y佃叵％通源电IE到L1工，13卜大「迅也

四、控制模式四、1、位置控制模式mii^sookpps的痛速做冲中执行血机的旋转速度和方向的控制，分辨率为1090D脉冲I转的高粘度定位”外，位背平滑功能n」根据i殳备从2种方代中选择玷当的JJ式，对于〉变的位置指令可实现平滑的启动和停止.因为要保护1：要心路的功率埼木管不受闵花剧的加减速或过负豉弓I息的过电流的影响,在伺眠放火器中采用箝形削路进行转短限止J时用参数招该转矩眼止仙变更为希望值口2、速度控制模式川山参数构成的内部速度指令1最多了速）时伺服电机的旋转速度和疔向进行高密度的平-滑控制「力外,对丁速度推令，它诬JI行进行加腰速时的常数设置和停止时的何股锁定功能.五、I/O信号说明1.信号排列□OOQ4 ILJ五、I/O信号说明1.信号排列□OOQ4 ILJD TJ(C噩器的蟀就烯■与刊出以篇于掘辿擒.CN1的信号功能太」空制松式的不同,3工器的他一分配也一同,丁参见卜.在.相关卷数栏内i己裁,的参效号的引脚，E川感卷致变更信号•通推器引脚号（注L）二.；o1注二）拧•制模式：卜-的41饰出1-'■/相关善数广F/33CX11---VIXVINVIN-—-2一__、_0FCOFC- ——3IRESRES/ST1STLNq43-484二soxSONsoxNq43--■13二crLOF3T2Na43-W6ILSFLSPLSFN2：43*IS7二LSXLSXLEIXNt13*43S二EMGEMGEMG9(.1W，1ALIAALMNa49L00工NF二上」/SA3ANa19LLORDRDRDNa-l9L20ZSPZSPZSFNci.;&L33G333GL4-j一—LC1：].L；Lo0LALALn「二L60LARLAELAR二一L7(.1LHLHLE———L30LBRLDRLER19□L7LZ].Z:一一一200LZRLZRLZR210OForor22IFGFG/、23二ppPP/一―一一24二ys>'G/「一J5,MV——————―一2Gf————=一——一_注1.1：输A■信2・，：J：:瑜”「孑号二P：位置控制模式，S；速度控制模式，P/S：位置,速度控制切换模式.符号说明

简称信号名称荷称信号名称SGX伺服QXWD准备就绪LSF正转行程终端Z5P零速度检测LSX反转吁程终端INF定位第束CE清除SA速度达到SF1速度选择1ALV故障SF二速度选择2¥t；G警告?C比例控制ce编码器2相脉冲（集电极开路）ST1正转起动VER电磁制动器互锁ST2反转起动LZ编码器工相脉冲（差动驱动）7L转矩限止选择LZRRES复位LA编码器3相脉冲1差动驱动）ERG外部紧急停止LARLOF控制切换LB编码普B相脉冲（差动驶动）PF正转，反转脉冲串LERNFYI>数字工下用电源输入PGOFC集电极开路电源输入NC寅教字工「F用公共端TLC辖矩限;LC-控制公共端VLC速度限;即|1SD屏蔽

六、参数表参温.一£法勺工Ji.陆称名称控归模式初始值中,位用户没置值甚本拶数G*STY控制模式和再生用选购件选择F，S（注口\1»CP1功能遭择1P•S虹。二口ATI自动调调P-S01C53CMX电子齿轮分于（指令脉冲倍率分于、P1、CDV电「齿轮分母门斤令脉冲倍率分母）P1、到达位置范闱P1口口pjl^ePSI位置控制增益1P3Brad/sPSI位置指令加减速时间常数L位置平滑）P3msa5C1内部逋魔指令L31DDr/ninQscs内部速度带畲2S5DDr/mi:n105C3内部速度指令j31DCCr/min11SIA速度加速时间常数S口皿串12SIE速度减速时间常数S口ms135IC5形加减速时间常数3Dms14生产r设置用D15*S?I0站号设置P，SD站IE噌EP3玲行通信功能处齐.报誉记录洁建P-S口口沉•X17MOD模拟监视器输出P•S01CC13*DMD状态显二选择P•SODCC、一,imaBLK骞数写入禁止P7。加*fr七、显示和操作1.显示流程通过伺服放大器前面的5段7位LED显示器，可进行状态显示和参数设定。显示器可用以设定运行参数、故障诊断及确认运行状态。按一次“MODE”、“UP”、“DOWN”开关，将显示以下画面。扩展参数的读写可通过参数No.19使读出和写入生效。

机械5P.T黑石打苒*41环娘由算出狎叩电机系到旧里恻谪C。怖曲SM；泛:无电机苗号耻；|琳良省e3[皿|**]3国麒*博田iXtaula-t.*I机械5P.T黑石打苒*41环娘由算出狎叩电机系到旧里恻谪C。怖曲SM；泛:无电机苗号耻；|琳良省e3[皿|**]3国麒*博田iXtaula-t.*I□VC当科障此讨弱2次烟警年效枕点育者行夺原帅朗军法运行M4■在矩限加电任当1普内成■依mCIES；ii件博津注电湎接油时，状态显示的初始显示向容方式■会随着控制模式的不同而异.位置控制模式：匣宿脉冲累枳［C）,速度控制横式电机液旃（I）,转能摭制模式弱矩指令电压SL此於用裹敷W.1&可没变电⑫接通时，状窸显示初始显示的内容..2.状态显示运行时，可通过5位7段LED显示器伺服的状态，并可用UP/DOWN按钮可以任意改变显示内容。选择了现实内容后，就会出现相应的符号，这时按SET按钮，数据就会显示出来。八、故障处理及报警处理方法.位置控制模式

故障检查表Me蜗现象校静项可能的期L翩螂,LED不良♦LED常g^CNIACNlB-CN2CN3触后故障邮存在.1.电源电压雎L何照放大第故属接头CHIA*WB黜后,施椭,E电崛・眼CN2飘后故螂氟I，驯器电锈就，2T觥故鼠接头CN3黜后，蝴臃.CE祓麻姓臂；鲫制触战原况排除故隹2同斯削号置0K笈犍电翅】口节跳嬲，排除故寓苑刚辙定雨量初的翻:于神懒｝.通过显云器幽认制服成大扉是否已进瞽姐.检查外部I/O信言版"伺服开白(SON)信盟否悭里瓦1.没碗大雕厢信号(螭鹘.工COM端悔DCHH电觎3船指钺冲(喻)同眠蜩礴初触指令躺累职值，L搐端提⑷期极开嬲仲辅人叱□PC端子未居DCMV自第(b)LSP/LSN双之间未接通.2,末端入脓冲轧觎的扇t.］，与剧照踊魄S展睛联工鳏M3的谀蹄鼠4谓翱益嘛丽谶榷.娜奸螂舲增翻断L艇自动船雕的触O设在2,甫醐行3、4次肚密加蜷米完成艘艇调整，始蓝触科.员翻动期太短致槌电机醐帝费泰技酗下傩越域益调热如果能殿全防T爵通"小壮的城速来越跟繇谪邕惭雕稻，5前新产生位置i瞌赖指村耕累乱醺耐魏利同雎期位置是舐胤醵蚓趣:阴悌酗：]lrik.速度控制模式

故障检查表k启勖过程枇瞰象楂查事顼可能的原因I接通电源■LED不亮.■LED标fe^CNIACN1BCN1CN1技出与故障依阳存在..电源电压故障..狗岷放大器故律.K^CNIA-CMlBOJg效噫加鼠匚N】也懒眸 ,接头CN2鼬息故Bffit1.照码器电境短册.2,编制器4瞬.限CN3揶后枚用♦龈CN300发生批春叁厨坦2m消峨M原吼2洞服开启精号发生螂，蠢照UL2悔除凝困.没有伺眠钺定t制服电机的轴处于自由状态）L检查外部厅口信号确认同强开招fSON）唁号是否已经楮通，工用外翻瞄号确定制取升启信号是否为0%.未输入伺服开启信号.（辑线符圜.COM斜点接D\MV।颤3jEWCSTl域反娉（ST2））开船信号now国出电机不觉椅. …通过显示普统M模世玛速度指令（VC）的输人是否1确.输腐胸第螂》为利通过显不跚认“0信号的0JVOFF兼慈，LSP■LSN-STJ，5T?处|OFF装态」. 确认内部速度指令「7的议定.悻数AH）.72-75）t也定值为必期认转矩限制1的设定.传赛N口期）钟的限制水平祗1喷攻转•想使用模投从转矩限制（TLQ的场会.通过显示黏痛认其瘠儿电压，转柜限制水平低丁•负式转矩、4i同整蜡胎低速旌转让醺稗金用以下步虫刑:L匏尚自即酎1WE的响曲啦.2-II痴&次以上的加瞬以完成自动培益涡帆希踪调整不当.负衮转动惯属太大导史桐恒电巩的轴左右根盘捺用以卜一的方法宴般调整.脾脚妊新，蟆进行工4庆以上的加艇来完成自动帽益调宜.中益调整不当..报警及警告代码运行中发生故障时会产生报警或警告信息。发生报警时ALM-SG之间即被切断。参数No.49设定为□□□1时能够输出报警代码，报警代码是通过各针脚与SG直接按ON/OFF状态来输出。正常时刻输出报警代码设定前的信号：（CN1B-19：ZSP，CN1A-18：INP和SA，CN1A-19：RD）。报警输出代码表：见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-5页。.报警的处理方法发生报警，故障信号（ALM）处于OFF状态，同时动态制动器开始动作，显示器将显示报警代码报警代码内容及处理方法，见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-6---P10-11页。.警告的处理方法在发生过载警告的场合如果还继续运行，根据负载情况，可能会发生报警，使伺服不能正常运行。警告（AL.E6和AL.EA）发生后，伺服变为OFF状态。消除报警原因，见MR-J2S-20A“伺服放大器技术资料集”P10-12页。第三章实训项目实训一交流伺服电机驱动器的参数设置、实训目的.通过实验理解交流伺服电动机的参数设置。.增强实际操作的能力。二、实训仪器序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1台三、实训原理根据交流伺服放大器的速度运行控制方式，在设定好电机内部参数后通过改变外部接线实现速度控制。四、实训内容与步骤1.用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子，按“MODE〃键切换模式，显示进入诊断模式，此时显示RD-OF，再按上、下箭头键，直到显示TEST1时按SET键二秒以上，此时数字显示d-01并且最后位小数点闪动。2.按上、下键，可控制电机做正转或者反转运动。至此确认电机编码线和电机线连接无误。3.重新设置，进入参数模式，按照下图所示，分别修改相关参数。引脚功能设定 速度指令P00 1002 PO81五、实训报告1.写出在测试模式时参数的设置和运行电机的方法。实训二PLC控制伺服电机的转向和速度、实训目的1、学习编写PLC控制伺服电机程序2、学会运用PLC控制伺服电机的转向二、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2二菱编程电缆1根3计算机（带GXDeveloper软件）1台自备4二菱可编程控制器数字量8入/8出以上一台三、控制要求.“手动/自动”开关拨向手动端电机反转转运行一段距离，“启动/停止”开关拨向启动端电机正转转运行一段距离，同时拨动两个开关电机停止运行。.运行到行程开关处时，电机停止运行。四、端口分配1.端子分配及功能表序号PLC地址行03端子）符号功能说明1X0启动/停止左转2X1手动/自动右转3Y0PP输出脉冲4Y1NP电机转动方向.伺服参数设置P0设为1000五、实训步骤.根据端子分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。.所有连线检查无误后方可上电。.按照“伺服参数设置”正确设置伺服驱动器的参数。（设置操作参见伺服驱动器使用说明）.按照控制要求、端子分配表编写控制程序。编写完成程序，根据提示信息修改程序，直至无误。.用SC-90电缆连接PLC编程口和计算机串口，打开PLC主机电源，将程序下载至PLC中，下载完成后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。.按照控制要求，拨动“启动/停止”、“手动/自动”开关，观察系统的动作情况是否符合控制要求。适当修改程序直至完全符合控制要求中的事项。实训三小车综合运行控制一、实验目的.了解和认识现代直线运动控制系统的组成；.学习子程序在编程中的应用；.掌握可编程控制器在实际小车综合运行控制系统中的应用。二、实验设备1.SB15伺服驱动器实训模块 一套.可编程控制器（含数字量8入/8出以上） 一台.安装有PLC编程软件的计算机 一台.SC-90编程电缆 一根5.实验导线 若干三、控制要求.当选择“手动运行”时，系统调用“手动子程序”进入手动运行状态，小车按手动方式运行；.当选择“自动运行”时，系统调用“自动子程序”进入自动运行状态，小车按自动方式运行；.位置显示单元实时显示当前小车所处位置。四、主程序流程图园用目幻程序段程序段园用目幻程序段程序段五、手动'自动子程序流程图

手动子程序流程图自动子程序流程图六、端口分配序号PLC地址（PLC端子）面板端子功能说明三菱1.X01“1”号键值信号输出2.X12“2”号键值信号输出3.X23“3”号键值信号输出4.X3A（传感器信号）左侧传感器信号输出5.X4B（传感器信号）中间传感器信号输出6.X5C（传感器信号）右侧传感器信号输出7.X6手/自动手动/自动模式选择开关8.X7启动/停止启动/停止选择开关9.X10左行程开关10.X11右行程开关11.Y0PP脉冲输入端12.Y1A（位置显示）数码显示控制端子A13.Y2B（位置显示）数码显示控制端子814.Y3NP旋转方向控制15.Y4左行指示16.Y5右行指示17.Y6报警系统报警信号输出七、实验步骤1.按照端口分配表接线，用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。连接PLC与小车运动实物模型；.将“启动/停止”拨至“启动”状态，将“手动/自动”开关首先拨至“自动”状态，观察小车运行状态，记录小车运行规律；.将“手动/自动”开关首先拨至“手动”状态，点击“1、2、3、”键值按钮，观察小车运动状态；八、实例程序（参见配套光盘）实训四三菱伺服软件控制伺服运行、实训目的.熟悉三菱伺服软件的安装及使用。.通过伺服软件设置伺服驱动器的运行参数。.通过伺服软件的使用来控制伺服电机的运行。二、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFXC-2B1套2二菱伺服通信线MR-CPCATCBL3M1根3计算机(带伺服软件)1台自备三、控制要求.通过伺服软件的参数设置及控制伺服电机的运行时要注意外围设备的位置，以防发生碰撞损坏设备。.在设定的参数中，若伺服发生报警，应按照报警代码来排除报警。.错误的设定可能导致无法预期的运行，应该参照资料进行设定。.在实训时要把电脑与三菱伺服驱动器的通信连接线连接好。.用实验导线将EMG-SON-GND之间连接起来接到主机的COM端子，+24V-OPC连接起来接三菱主机上的24V端子。四、实训步骤.系统安装默认安装Disk1文件夹下的Stup.exe。.软件使用(1)软件安装完成，打开“开始”一“程序”一“MELSERVO”一“SETUPS_W”一“SETUP154C”,ETUF间1卫陛万五或打开桌面的快捷方式”,………。弹出以下窗口:(2)在弹出窗口选择菜单“参数”

(3)在下拉窗口中选择“参数设定”:(4)在弹出窗口中选择“批量读取”，读出伺服驱动器内的读写参数。文件名:J人⑼*在雨腾式•再生米礴选件选择 1・飓于=■ioodI设定范围sd3kFh35<35*功能池择1片E证维指令脉冲倍率分子指等脉冲倍率分母定位范围位置环增益1位置搭令加同速时间常濯i'l部速度指a内都任反军三二OODE□IPS5D]I：H：I5D485pillser4.d/smsr/nia口0XC-0110DO1-04E0-6551-655桢对©批量读取EJU-LULU.I4-zrcc0-zoxc0-9999o-gsag▼|报量写入人苴史德甲.详轩忆事HI小标记印率觎媒走后m谓闿同取大提印用山g图］升一汽・巾皿记本上J益才1市字1_S'(5)选择要设置的参数，鼠标选中，在窗口下方输入需要设置的参数，输入的参数应在“设定范围”允许的范围内。正确输入参数后回车确认输入结果。

(6)选择“批量写入”下载设置参数。注：在对伺服进行参数读写时，将伺服至于停止状态。(7)参数下载完成后，伺服驱动器需重新上电后，参数才能生效。.伺服软件控制伺服电机的运行(1)打开“开始”一“程序”一“MELSERVO”一“SETUPS_W”一“SETUP154C”。弹出以下窗口：(2)在该窗口中选择“试运行”一“点动运行”会弹出如下窗口。(3)初始设定为电机转速为200r/min,加减速时间为1000ms，单击“正转”则电机正